Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Донбаська національна академія будівництва і архітектури

Кафедра «Міське будівництво і господарство»

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання курсової роботи з дисципліни

«Інженерне обладнання громадського будинку»

для студентів спеціальності 6.060102

«Архітектура будівель і споруд»

Затверджено

на засіданні кафедри «МБГ»

Протокол № 1 від 05.09.2012 р.

Макіївка – 2012

УДК 697 (071) + 625.4 + 628.1

Методичні вказівки до практичних занять і виконання курсової роботи з дисципліни «Інженерне обладнання громадського будинку» (для студентів спеціальності 6.060102 «Архітектура будівель і споруд»). Уклад.: С.В.Ковтун, Л.Г.Зайченко, С.Є. Антоненко, О.В.Михайлов, І.В.Борейко, А.С. Трякіна – Макіївка, ДонНАБА, 2012, 58 с.

Містять методики розрахунку систем водопостачання, водовідведення, опалення та вентиляції громадських будинків.

Укладачі: С.В. Ковтун, к.т.н., доцент.

Л.Г. Зайченко, к.т.н., доцент

С.Є. Антоненко, асистент.

О.В. Михайлов, асистент

І.В. Борейко, асистент

А.С. Трякіна, асистент

Відп. за випуск: С.В.Ковтун, к.т.н., доцент

Загальні вказівки

Розроблені вказівки призначені для надання методичної допомоги при самостійному виконанні курсової роботи. Вони містять всі необхідні дані, довідкові матеріали і таблиці, приклади оформлення графічної частини проекту.

Мета і завдання проекту

Мета роботи - закріплення теоретичних знань, придбання навичок проектування й оволодіння методиками розрахунку інженерних систем житлових будинків.

Робота над проектом дозволить студентам отримати уміння користування нормативною та довідковою літературою, таблицями, оволодіти методиками розрахунку та самостійно вирішувати інженерні задачі при проектуванні інженерних систем об'єктів різної складності.

Завдання на проект містить наступні дані: район будівництва, генплан забудови з інженерними комунікаціями (додаток 1) і їх характеристики (гарантійний напір у точці підключення, діаметр, глибина закладення, ґрунти на місці будівництва, наявність і рівень ґрунтових вод); план типового поверху; характеристика будинку (поверховість, наявність підвалу і його глибина, висота типового поверху; ступінь благоустрою).

Склад курсової роботи

Робота містить у собі пояснювальну записку (обсяг 15...20 стор., формат А4) і графічну частину, що може бути виконана на аркуші формату А1 або на декількох сторінках формату А4.

Склад пояснювальної записки:

Завдання

Реферат

1. Проектування й розрахунок системи холодного водопроводу.

   1. Загальна характеристика об'єкту проектування.

   2. Гідравлічний розрахунок системи.

   3. Підбір лічильника води й визначення втрат напору у ньому.

   4. Визначення величини необхідного напору і аналіз отриманих результатів.

2. Проектування й розрахунок системи водовідведення.

   1. Гідравлічний розрахунок стояків.

   2. Гідравлічний розрахунок випусків.

   3. Трасування внутріквартальної мережі, визначення розрахункових витрат і початкової глибини закладення трубопроводу.

   4. Гідравлічний розрахунок внутріквартальної мережі.

3. Проектування і розрахунок системи опалення.

3.1. Визначення теплової потужності системи опалення.

3.2. Вибір і обґрунтування схеми системи опалення, характеристика системи

3.3. Гідравлічний розрахунок системи опалення будинку.

3.4. Тепловий розрахунок опалювальних приладів.

3.5. Підбір устаткування для системи індивідуального опалення.

4. Проектування й розрахунок системи природної вентиляції будинку. Аксонометрична схема системи.

Література.

Додаток 1. Генплани ділянок

Додаток 2. Приклад оформлення специфікації та штампа креслення.

Склад графічної частини роботи:

• генплан кварталу з інженерними комунікаціями (М1:500 або 1:1000);

• план типового поверху (або поверхів) і план підвальної частини (М1:100) з розміщенням устаткування та розведенням трубопроводів систем водопостачання, каналізації, опалення та вентиляції;

• аксонометрична схема системи холодного водопроводу В1;

• аксонометрична схема випуску системи водовідведення К1;

• профіль внутріквартальної мережі системи водовідведення;

• аксонометрична схема системи опалення;

• аксонометрична схема системи вентиляції;

• специфікація.

Приклад оформлення графічної частини проекту наведено у додатку методичних вказівок.

1. ПРОЕКТУВАННЯ Й РОЗРАХУНОК СИСТЕМИ ХОЛОДНОГО ВОДОПРОВОДУ

Внутрішній водопровід - сукупність інженерних пристроїв, призначених для подачі води під тиском до санітарних приладів, які розташовані всередині будинку.

У житлових будинках такими приладами є: змішувачі мийок, ванн і умивальників, змивні бачки унітазів, місцеві нагрівачі гарячої води та поливальні крани.

Система внутрішнього холодного водопроводу складається з наступних складових [1, п.4.1]:

• вводи в будинок;

• водомірних вузлів (домового та квартирного);

• розподільчої мережі (магістралі);

• стояків;

• підводок до приладів;

• санітарно-технічної та запірно-регулюючої арматури

Залежно від місцевих умов (графіка подачі води або гарантованого тиску води у вуличній водопровідній мережі) система може містити місцеві або квартирні насосні установки, запасні та регулюючі ємності.

Курсова робота, як правило, виконується для будинку, що має малу кількість поверхів від двох до трьох. Для таких будинків застосовується тупикова схема з нижнім розведенням у санітарних кімнатах на висоті 0,25...0,3 м над підлогою. [1, п.9.1].

1.1. Обладнання вводів.

Якщо прийнята тупикова схема внутрішнього водопроводу з одним вводом, то його краще розташовувати в центрі будинку (таким чином, щоб споживачі розташовані рівномірно з обох боків), або в тій частині будинку, де споживається більший обсяг води.

Ввід приєднується до зовнішньої мережі під прямим кутом, якщо цю умову виконати не можливо, дозволяється приєднання по діагоналі, з кутом перетинання стіни будинку не менш 45⁰. В цьому випадку довжина ділянки, яка безпосередньо приєднана до наружної стіни будинку має бути не менш ніж 5,0 м, кут 90⁰.

Перетинання вводу із зовнішніми стінами або підлогою підвалу в сухих ґрунтах виконується із зазором 0,2 м між трубопроводом і будівельними конструкціями із закладенням отвору водо- і газонепроникними матеріалами, а в мокрих ґрунтах обладнуються сальники.

Ввід закінчується водомірним вузлом, основним елементом якого є водолічильник.

Ввід прокладається з ухилом 0, 003-0,005 вбік зовнішньої мережі на глибині, м:

h_зал = (h_пр+0,5) (1.1)

де: h_пр- глибина промерзання ґрунту (приймається за завданням).

При паралельному прокладанні інженерних комунікацій, відстань у плані між ними й вводом повинна бути не менша ніж [2] :

• 1,5 м для випусків каналізації і водостоків (при діаметрі до 200 мм) і 3,0м (при діаметрі більше 200 мм);

• 1,5 м від трубопроводів системи теплопостачання або газопроводу середнього тиску;

• 1,0 м від газопроводу середнього тиску;

• 1,0 м від електричних кабелів;

• 0,5 м від телефонної мережі.

Відстань між зовнішніми поверхностями трубопроводами (за винятком трубопроводів системи водовідведення) повинне бути не менш 0,2 м.

Водопровід прокладається вище трубопроводу системи водовідведення не менш чим на 0,4 м, якщо цю умову виконати не можливо, водопровід повинен бути покладений у футлярі зі сталевих труб. Довжина футляра приймається 5,0 м в обидва боки в сухих ґрунтах і 10,0 м - у мокрих.

1.2. Водомірний вузол

Відповідно до вимог [1, п.11.1-11.3] для обліку обсягу води на вводах у будинок необхідно передбачати установку лічильників води.

За положеннями СНиП 2.04.01-85 лічильники холодної води необхідно встановлювати:

- на вводах в будинки;

- на відгалуженнях до водонагрівачів централізованого гарячого водопостачання;

- на відгалуженнях в квартири житлових будинків;

- на відгалуженнях до виробничо-управлінських приміщень, фінансова діяльність яких незалежна від власника будинку.

Водолічильники на весь будинок встановлюють поблизу зовнішньої стіни в теплому і сухому нежитловому приміщенні. Найчастіше лічильники води розміщують в підвалах. Висота встановлення лічильника приймається 0,3…1,0 м від рівня чистої підлоги, температура повітря в приміщенні повинна бути не нижче +5⁰С. В окремих випадках дозволяється встановлювати водоміри назовні будинку в спеціальних колодязях.

Водомірний вузол крім квартирного містить у собі: вентилі (засувки) які встановлюються на прямолінійних ділянках до й після водоміра, також між водоміром і наступним по руху води вентилем (засувкою) варто встановлювати спускний кран. Обвідна лінія обов'язкова при наявності одного вводу в будинку, а також у тому випадку, якщо він не розрахований на пропуск пожежної витрати.

Напрям руху води в водолічильнику повинен співпадати з напрямом стрілки, що позначена на корпусі водолічильника. В квартирах водолічильники встановлюють після запірного вентиля на відгалуженні від стояка. В цьому випадку обвідна лінія не передбачається, а водомірний вузол додатково обладнується зворотнім клапаном та фільтром для механічного очищення води.

1.3. Розводяща мережа, стояки та підводки до приладів

Розводяща мережа (магістральні трубопроводи) звичайно прокладаються під стелею підвалу на відстані 0,3 м від неї складає (0,600….0,800) або техпідпілля, уздовж капітальних стін. При цьому повинен забезпечуватися вільний доступ до запірно-регулюючої арматури і з'єднань труб. Трубопроводи мережі прокладаються з ухилом 0,002...0,005 вбік водомірного вузла.

Кількість стояків і місця їхнього розташування залежать від планування квартир. Водопровідні стояки за можливістю прокладають в місцях розташування найбільшої кількості водорозбірних приладів таким чином, щоб кількість стояків і довжина підведень до санітарних приладів були мінімальними. Для зручності стояки водопроводу розміщують поряд з іншими трубопроводами, використовуючи для цього спільні отвори у перекриттях, спільні ніші та шахти.

Стояки системи позначаються наступним чином: Ст.В1-1: Ст. - стояк; В1 - система господарсько-питного водопроводу; 1 - порядковий номер стояка системи.

1.4. Санітарно-технічна і запірно-регулююча арматура

Матеріал труб для внутрішніх трубопроводів, що подають холодну воду, варто приймати відповідно до рекомендацій [1, п.10.1]:

для внутрішніх трубопроводів холодної води - пластмасові труби і фасонні вироби з поліетилену, поліпропілену, полівінілхлориду, полібутилену, металополімерні, зі склопластику та інших пластмасових матеріалів.

Допускається застосовувати мідні, бронзові і латунні труби, фасонні вироби, а також сталеві із внутрішнім і зовнішнім захисним покриттям від корозії.

З'єднання труб на зварюванні, приєднання арматури - муфтове.

Підводки до санітарних приладів рекомендується виконувати автономними гнучкими шлангами, розрахованими на тиск не нижче 0,4...0,6 МПа.

Для зручності користування санітарно-технічною арматурою, визначена наступна висота її розташування(над рівням підлоги):

• змішувач мийки-1,05...1,30 м;

• змішувач загальний для ванни та умивальника - 1,00...1,10 м;

• змивний бачок унітаза - 0,60...0,80 м;

• змішувачі в душових кабінах - 0,80 м.

Запірно-регулююча арматура на внутрішніх мережах водопроводу слід встановлювати відповідно до вимог [1, п.10.5]:

• на кожному вводі;

• у основи стояків;

• на відгалуженнях від магістралі;

• на відгалуженнях у кожну квартиру;

• на підводках до змивних бачків;

• на підводках до водонагрівальних колонок;

• перед поливальними кранами.

Кількість поливальних кранів визначається з розрахунку - один кран на 60...70 м периметра будинку [1, п.10.7]. Вісь крана повинна бути вище відмітки землі у точці установлення на 0,3 м. Зазвичай поливальні крани встановлюють у нішах зовнішніх стін.

1.5. Гідравлічний розрахунок системи холодного водопроводу

Для проектуванні внутрішніх водопроводів складають аксонометричну схему системи, яка дає повне уявлення про систему і є підґрунтям для її гідравлічного розрахунку. Крім того, потрібно визначити обсяг води, яка має бути подана водопроводом, види і кількість водоспоживачів, розрахункові норми споживання води кожним видом споживача та режим споживання води протягом доби. Тиск (напір води) в системі водоспоживання будинку повинен забезпечувати безперебійне подавання води всім водоспоживачам. При проектуванні внутрішніх систем водопостачання використовують секундні, годинні та добові витрати води. Для забезпечення безперебійної роботи водопровідної мережі необхідно проводити розрахунок на найнесприятливіший режим її роботи, а саме на подачу системою максимальних розрахункових витрат води. Після визначення цих розрахункових витрат води проектують внутрішні мережі та обладнання і проводять гідравлічний розрахунок системи з метою визначення діаметрів труб та необхідного для водопостачання будинку напору води.

Аксонометричну схему внутрішнього водопроводу викреслюють в масштабі планів поверху з позначенням усіх трубопроводів, приладів, запірної та регулюючої арматури, водорозбірних кранів. Ці елементи показують прийнятими умовними позначеннями.

Для подальших розрахунків на виконаній аксонометричній схемі визначають головний розрахунковий напрямок (від вводу до найвіддаленішого і найвище розташованого водорозбірного пристрою – визначального) і поділяють його на розрахункові ділянки – довжину мережі між двома вузловими точками. На схемі позначають номери вузлових точок (1, 2, 3…) і довжини розрахункових ділянок, яка визначається з урахуванням масштабу схеми. Ділянки нумерують за вузловими точками (1-2, 2-3, …). Нумерацію точок починають від визначального пристрою, напрямок відліку точок руху води до водомірного вузла. Діаметри труб на ділянках мережі визначають після розрахунку. На схемі позначають відносні відмітки підлоги підвалу, вводу, чистої підлоги поверхів. Абсолютні та відносні поверхні землі біля будинку, визначального водорозбірного пристрою.

Мета гідравлічного розрахунку системи холодного водопроводу полягає у визначенні розрахункових витрат води на ділянках мережі, діаметрів трубопроводів, швидкостей руху води та втрат напору по розрахунковому напрямку.

Розрахунок системи виконується відповідно до [1, п.п.3.1...3.4, п.7.1...7.8], при цьому використовують табл.1.1.

Таблиця 1.1. Відомість гідравлічного розрахунку

№№ Розрахункової ділянки	Кількість приладів N, шт	Р (Р)	NР (NР)	α	q (q)	q=5qα (q=5qα)	d, мм	V, м/с	1000i	l, м	Hі=il	ΣH= il(1+k)
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
1-2
2-3
3-4
4-5
…

ΣН_l=

Маючи розрахункові витрати тиску, можна визначити величину необхідного напору у системі, підібрати необхідне насосне устаткування, або напірні баки і т.п.

Імовірність дії приладів системи каналізації:

Р=(1.2);

Імовірність дії приладів системи холодного водопроводу:

Р=(1.3);

де:

q- загальна норма витрати води в годину максимального водоспоживання, л/годину (приймається за додатком 3[1])

q- норма витрати гарячої води в годину максимального водоспоживання, л/годину.

α-безрозмірний коефіцієнт, що визначається за додатком 4 [4] залежно від добутку NР(NР);

q(q) - загальна витрата води приладом системи (витрата холодної води приладом системи), л/с;

U - загальна кількість споживачів (мешканців) у будинку;

N - загальна кількість приладів у будинку;

Загальна максимальна секундна витрата холодної води при централізованному гарячому водопостачанні на розрахунковій ділянці визначається за формулою:

q=5qα (q=5qα)(1.4)

d, V, 1000i - діаметр трубопроводу на розрахунковій ділянці, швидкість руху води і втрати напору на одиницю довжини. Залежно від прийнятого матеріалу трубопроводу зазначені дані приймаються за довідковою літературою[5-7].

При виборі діаметрів труб на розрахункових ділянках потрібно враховувати, що економічні швидкості руху води в магістралях лежать у межах 0,9...1,2 м/с, а припустимі швидкості в підводках до приладів рівні 2,5 м/с.

Для пластикових труб, здатних гасити як звук, так і гідравлічні удари, допускається приймати трохи більші значення швидкостей, а саме: у стояках - до 2,5 м/с, у розподільному й збірному трубопроводах - 2 м/с.

Швидкість води в мідних трубопроводах не повинна перевищувати максимального значення, при якому руйнується захисна оксидна плівка на внутрішній поверхні труби. Значення, що рекомендується - 1 м/с.

Після визначення витрат напору на окремих ділянках водопроводу підбивають підсумок витрат тиску на внутрібудинковоми водопроводі холодної води (ΣН_l)

Сумарні витрати напору на ділянці мережі визначаються за формулою:

ΣH=il(1+k)(1.5)

Коефіцієнт, який враховує наявність місцевих опорів в системі

k=0,3 для мереж господарчо-питного водопроводу [1, п.7.7].

1.6. Підбір пристроїв для виміру кількості та витрати води

Відповідно до вимог [1, п.11.1-11.3] для обліку обсягу спожитої холодної води потрібно на вводах у будинок необхідно передбачати установку лічильників води. У системах водопостачання житлових та громадських будинків для цієї мети використовують крильчаті або турбінні лічильники.

Крильчаті лічильники, що мають вертикально розташувану вісь обертання та застосовуються для малих розмірів умовного проходу (калібру) 15-50 мм.

Турбінні водопровідні лічильники, що мають горизонтальну вісь обертання і випускаються діаметрами від 50 до 250 мм.

Підбор лічильника води визначають у наступному порядку:

• визначають середньогодинниі витрати води на ділянках водопроводу, де розташовані лічильники (окреом на вводі вбудинок та на вводі в квартиру);

• відповідність калібру лічильника режиму водоспоживання об'єкта;

• втрати напору, які можуть виникнути при розрахункових витратах.

Калібр лічильника або діаметр умовного проходу визначається за табл.1.2,. або по [1, табл.4], виходячи зі середньогодинної витрати води, що визначається за формулою, м³/годину:

Q_ср = .(1.6)

де: q-загальна средньогодинна витрата води, що доводиться на одного мешканця, додаток 3 [1];

q-средньогодинна витрата гарячої води, що доводиться на одного мешканця, додаток 3 [1]

При цьому отримане значення средньогодинної витрати не повинне перевищувати експлуатаційну витрату для обраного калібру лічильника.

Втрати напору визначаються за формулою:

Н_s= S (q^{tot (с)})² (1.7)

де: S - питомий гідравлічний опір,;

q^{tot (с) -}– максимальна секундна витрата на ділянці, де встановлений водомір, л/c.

При цьому витрат напору води для крильчатого лічильника не повинна перебільшувати 5,0 м, а для турбінного 2,5 м. [4]

Таблиця 1.2. Технічні характеристики водомірів ВСКМ (ДЕРЖСТАНДАРТ 6018-83^*)

Діаметр умовного проходу лічильника, мм	Параметри
	витрата води, м3/годину			поріг	максимальний	гідравлічний
	мінімальний	експлуатаційний	максимальний	чутливості, м3/годину, не більше	об’єм води за добу, м3	опір лічильника S,
15	0,03	1,2	3	0,015	45	14,5
20	0,05	2	5	0,025	70	5,18
25	0,07	2,8	7	0,035	100	2,64
32	0,1	4	10	0,05	140	1,3
40	0,16	6,4	16	0,08	230	0,5
50	0,3	12	30	0,15	450	0,143

1.7. Визначення потрібного тиску води в системі.

Необхідний напір у місці приєднання вводу до міського водопроводу повинен забезпечувати подачу води у найвіддаленішу точку з величиною вільного напору в ній.

Н_потр = Н_geom +ΣH_l +ΣH_s +H_f + ΣН_int (1.8)

де: Н_geom- геометрична висота підйому води, визначається як різниця відмітки осі приладу, що диктує, і відмітки верху водопроводу в точці підключення до зовнішньої мережі, м;

ΣH_l – сумарні витрати напору від точки, що диктує, до точки підключення до зовнішнього водопроводу;

ΣH_s- втрати напору в лічильниках (будинковому та квартирному);

H_f- вільний напір у приладу, що диктує, приймається за додатком 2 [1];

ΣН_int – втрати тиску води на окремих ділянках водопроводу від місця його приєднання до міського водопроводу до місця розташування домового лічильника.

Визначаються витрати тиску ни цих ділянках за формулою:

ΣН_int = і_n ·l_n (1.9)

де і_n,· - відповідно втрати напору на одиницю довжини (швидкість руху води приймається 0,8- 1,2 м/с);

l_n – довжина відповідного вводу.

Отримане значення необхідного напору порівнюють із гарантійним у мережі. При цьому можуть виникнути наступні варіанти:

• Н_потр < Н_гар – система водопостачання без насосів, що підвищують тиск, і баків;

• Н_потр > Н_гар на 1, 5-2,0 м. У цьому випадку можна скорегувати гідравлічний розрахунок і зменшити значення Н_тр за рахунок збільшення діаметрів труб на окремих ділянках мережі.

• Н_потр >> Н_гар (але не більше 40,0 м) – у цьому випадку передбачається установка насосів, що підвищують, або баків.

Для зниження втрат у мережі, найкращим варіантом є той, коли величина необхідного напору дорівнює гарантійному напору.

План підвалу М1:100

План першого поверху М1:100

План другого поверху М1:100

аксонаметрична схема системи В1, Т3, т4 М 1:100

Експлікація обладнення

1	Циркуляційний насос
2	Колектор холодного водопостачання
3	Фільтр холодного водопостачання
4	Газовий котел Hermann
5	Бойлер Ariston 100л
6	Розширювальний бак 10л
7	Мембранний клапан
8	Водомер

ПРОЕКТУВАННЯ Й РОЗРАХУНОК СИСТЕМИ водоовідведення.

2.1.Трасування внутрібудинкової системи водовідведення

Система водовідведення будинку містить наступні елементи: приймачі стічних вод з гідравлічними затворами, трубопроводи що відводять, стояки (вертикальні трубопроводи), відвідних трубопроводів (горизонтальні ділянки мережі в межах підвалу) і випуски.

Проектування мережі внутрішньої каналізації починають з виконання її трасування на планах поверхів та підвалу. На плані типового поверху позначають місця прокладання стояків і трубопроводи, що відводять стічну воду. Санітарні прилади, які розташовані в різних квартирах на одному поверсі, приєднувати до одного стояка забороняється. Стояки нумерують (Ст. К 1-№ - стояк господарсько-побутової системи водовідведення) і вказують діаметр.

Запроектовані стояки переносять на план підвалу і вказують там місця розташування збірних трубопроводів і випусків. При виконанні трасування необхідно дотримувати вимог [1, п. 17.5, 17.9, 17.10, 17.15, 17.25]. Після цього викреслюють аксонометричну схему мережі внутрішньої каналізації із дотриманням наступних правил її побудови. На схемі вказують санітарні прилади, фасонні частини, гідравлічні затвори, місця розташування ревізій та прочисток з використанням їх умовного позначення [8]. Для якісного сприйняття аксонометричної схеми відвідні труби дозволяється показувати лише на останньому поверсі, а на інших – тільки фасонні частини для підключення відвідних труб до стояків. На аксонометричній схемі мережі внутрішньої каналізації обов’язково вказують відстань між приладами, діаметр та уклон, а також відмітки лотків відвідних труб.

Слід зазначити, що один випуск може відводити стічні води як від одного стояка, так і від декількох стояків системи, причому відстань від стояка до випуску повинне бути мінімальним.

Мережа системи водовідведення може бути запроектована із чавунних труб і фасонних частин (ДЕРЖСТАНДАРТ 6942-80^*) або пластмасових (ДЕРЖСТАНДАРТ 22689-77^*).